A NAND flash memória az a technológia, amelyet minden flash memória termékben, például SSD-n tárolnak. Sok modern NAND flash terméket 3D NAND vakuként vagy V-NAND néven hirdetnek. Az ilyen típusú memória a memóriacellákat függőlegesen rakja össze a flash chipben, de mit jelent ez, és miért jobb?
Tipp: A 3D NAND vaku eltér az MLC, a TLC és a QLC fogalmától. A 3D NAND a memóriacellák függőleges és vízszintes fizikai egymásra helyezésének szerkezetére utal. Az MLC vagy többszintű cella, valamint a három- és négyszintű cellák az adatbitek számát jelentik, amelyeket egyetlen cella tárolhat, ami növeli a különböző energiaszintek számát.
Mi az a NAND flash?
A NAND flash egyfajta flash memória, amely a logikai NAND kapun alapul. A NAND kapu csak akkor hamis, ha minden bemenete igaz, a NAND pedig a „Not AND” rövidítése.
A flash memória viszonylag egyszerű elven épül fel. Két tápkábel van, egy forrás és egy lefolyó. Közöttük van egy lebegő kapu és egy vezérlőkapu, amelyek mindegyike szilícium hordozóra van elhelyezve. A NAND flash egy sor cellát egymás után kapcsol össze, de ugyanazt az elvet követi. A NAND cella bináris 1-es beállításához elektromos áramot vezetnek az úszókapura, ahol a szilícium-oxid szigetelés bezárja. A cella kisütéséhez több változtatást alkalmaznak, amíg el nem éri azt a küszöböt, ahol a lefolyóba tud ugrani.
Egy NAND cellát úgy olvasunk, hogy elektromos töltést adunk a vezérlőkapuhoz. Az elektromos töltés jelenléte az úszókapuban megnöveli a feszültség mértékét, amelyet a vezérlőkapura kell kapcsolni, hogy az vezető legyen. Ha csak kis mennyiségű feszültség szükséges ahhoz, hogy áramot vezessenek a vezérlőkapun, akkor a memória értéke 0, ha nagyobb feszültség szükséges, a memória értéke 1.
A memória kapacitásának növelése
Történelmileg a flash memória kapacitása megnövekedett azáltal, hogy új módszereket fejlesztettek ki az alkatrészek méretének csökkentésére és egymáshoz való közelebb helyezésére. Ez lényegében lehetővé teszi, hogy a flash cellákat közelebb helyezze egymáshoz. Sajnos van határa annak, hogy ezek a memóriacellák milyen kicsinyre tehetők az elektromos előtt A működésükhöz használt töltés képes egyik cellából a másikba ugrani, és az egészet leképezi hiábavaló.
Ennek elkerülése érdekében megváltoztatták annak a szilícium hordozónak az alakját, amelyre a memóriacellákat helyezik. Azáltal, hogy a hordozót hengeres formákká alakítják, amelyek mindegyikében több memóriacella is lehet, majd ezeket a hengereket függőlegesen egymás mellé helyezve a memóriacellák felülete masszívan megnőhet megnövekedett. Megnövelt felülettel több memóriacella helyezhető el ugyanabban a kötetben, ami jelentősen megnöveli a memóriakapacitást az azonos méretű NAND flash chip számára.
Miért jobb a 3D NAND?
A 3D NAND nem csak nagyobb memóriasűrűséggel rendelkezik, de a struktúra létrehozásához szükséges gyártási módszert is könnyebb létrehozni, mint a hagyományos NAND elrendezéssel. Ez azt jelenti, hogy a 3D NAND nagyobb kapacitással és alacsonyabb költséggel rendelkezik.
Ezen felül a 3D NAND memória kétszer gyorsabb írási és olvasási sebesség mellett is, mint a hagyományos NAND flash. Akár tízszer hosszabb élettartammal rendelkezik, és nagyjából feleannyi energiát fogyaszt.